CN209311762U - 具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备。该具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备包括：基架，该基架构造成提供内部空间；托架，该托架容纳在所述基架中以沿光轴方向移动；多个滚珠，这些滚珠位于所述基架和所述托架之间；以及止挡器，该止挡器设置在所述托架的上部并且具有突出的形状以防止所述多个滚珠偏离，所述止挡器允许所述多个滚珠中的最上面的滚珠被部分地暴露。

Description

具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备
技术领域
本公开涉及一种用于自动聚焦的设备，更具体地说，涉及这样一种用于自动聚焦的设备，其具有用于防止滚珠偏离的改进的止挡器结构。
背景技术
随着用于图像处理的硬件技术的发展和用户对图像拍摄的需求的增加，诸如自动聚焦(AF)和光学图像稳定(OIS)之类的功能已经应用于相机模块等，相机模块等安装到诸如蜂窝电话和智能电话之类的便携式终端以及独立的相机装置。
自动聚焦功能是通过在光轴方向上线性地使用具有透镜的托架来调整距对象的焦距，使得在设置在透镜后端处的图像传感器(CMOS、CCD等)处生成清晰的图像。
通常，在AF装置50中使用滚珠或滚珠轴承53来引导托架51的线性移动。滚珠53分别与壳体52和托架51线接触或点接触，以产生最小化的摩擦力，并且还产生由于其滚动或移动的物理行为特征，以引导托架51在光轴方向(Z轴方向)上更加灵活地前后移动。
通常，可以使用具有足够大的直径的滚珠53，从而即使托架51处不设置用于防止滚珠53偏离的机构(止挡器)，也可以由于外壳体或壳盖58而防止滚珠53脱离。另外，滚珠53可以充分支撑并引导托架51在光轴方向上的移动。
然而，如果AF装置50设计得更纤细并且更轻，则还必须减小设置在AF装置50内部的滚珠53的直径。因此，滚珠53可以偏离到外壳体58和托架51之间的空间(或者供托架移动的空间)中。另外，用于滚珠53和托架51之间的点接触的部分可能未充分固定，使得托架51可能在AF操作期间倾斜。
而且，为了解决这个问题，还公开了一种技术，其中止挡器55设置在托架51的上部分处，以确保滚珠53和托架51之间充分的点接触支撑，使得即使托架51沿光轴方向移动，滚珠53也不会偏离到外部(如图1中所示)。
然而，在这种情况下，托架51不能移动得与止挡器55的厚度一样多，因此根据托架51的AF操作的移动距离减小到D1，从而降低了AF操作的精度和效率。
此外，在传统的AF装置50中，止挡器55完全向外突出，因此不可能从外部向内引入滚珠53。由于这个原因，需要一种逆过程，其中通过将壳体52倾斜而使滚珠53位于壳体52或托架51上，然后在这种状态下将托架51联接到壳体52。
因此，具有小直径的滚珠53可能不会保持就位，滚珠可能偏离或丢失，并且组装过程的效率可能变得极低。
实用新型内容
技术问题
本公开旨在解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种用于自动聚焦的设备，其可以通过改进设置在托架处的止挡器的结构来防止滚珠脱离并且进一步提高组装过程的效率而不会在AF操作期间引起倾斜问题。
根据以下详细描述可以理解本公开的这些和其他目的和优点，并且根据本公开的示例性实施方式，本公开的这些和其他目的和优点将变得更加明显。
技术方案
在本公开的一个方面中，提供了一种具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备，包括：基架，该基架构造成提供内部空间；托架，该托架容纳在所述基架中以沿光轴方向移动；多个滚珠，这些滚珠位于所述基架和所述托架之间；以及止挡器，该止挡器设置在所述托架的上部并且具有突出的形状以防止所述多个滚珠偏离，所述止挡器允许所述多个滚珠中的最上面的滚珠部分地暴露。
而且，本公开的所述托架可以具有形成为沿所述光轴方向延伸的第一导轨，并且在此情况下，所述多个滚珠可以位于所述第一导轨处，所述止挡器可以设置在所述第一导轨的上部。
在一个实施方式中，本公开的所述基架可以具有与所述第一导轨相对应地形成的第二导轨，并且在此情况下，所述多个滚珠可以位于所述第一导轨和所述第二导轨之间。
而且，本公开的所述止挡器可以允许所述最上面的滚珠的上部暴露。
根据本公开的用于自动聚焦的设备还可以包括：驱动磁体，该驱动磁体设置在所述托架处；驱动线圈，该驱动线圈设置在所述基架处以对所述驱动磁体产生电磁力；以及自动聚焦(AF)轭，该AF轭设置在所述基架处以对所述驱动磁体产生吸引力。
而且，本公开的所述止挡器的下表面可以具有与所述最上面的滚珠的上表面的一部分相对应的形状。
优选地，本公开的所述止挡器可以包括：凹槽，所述最上面的滚珠的所述上部在该凹槽处暴露；以及突出的支撑部，该突出的支撑部构造成物理地支撑所述最上面的滚珠，并且在此情况下，所述凹槽的一侧开放。
有益效果
根据本公开的实施方式，即使托架通过AF操作基于基架(壳体、定子等)在光轴方向上向前或向后移动，也能够防止滚珠脱离或移出预定区域并因此不完全支撑托架。另外，即使设备的总体体积减小，也能够确保托架的相对足够的移动距离，从而提高AF操作的效率。
此外，在本公开中，可以提供用于在组装过程中从外部引入滚珠的空间，因此在托架与基架(或壳体)组装在一起的状态下，可以更容易且简单地将多个滚珠引入基架和托架之间，从而大大提高了组装过程的效率。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不应被解释为限于附图。
图1是示出传统AF装置的结构的图；
图2是示出根据本公开的实施方式的用于自动聚焦的设备的分解图；
图3是详细示出本公开的止挡器的结构的图；
图4是示出AF操作距离因本公开的止挡器而相对增大的图；
图5是示出本公开的止挡器的各种实施例的图；以及
图6是用于说明根据本公开的实施方式的引入滚珠的过程的示意图。
附图标记
100：本公开的AF设备
110：屏蔽盖
120：托架
121：第一导轨
122：驱动磁体
127：感应磁体
130：基架
131：第二导轨
132：驱动线圈
133：FPCB
135：AF轭
137：驱动芯片
139：霍尔传感器
140：滚珠
141：最上面的滚珠
150：止挡器
151：凹槽
153：突出支撑部
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施反射。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般的以及字典的含义，而是在允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的这样的原则的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，本文中提出的描述仅是用于说明目的的优选实施例，并非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以关于该描述作出其他等同例和变型例。
图2是示出根据本公开的实施方式的用于自动聚焦的设备100(下文中，也称为“AF装置”)的分解图，该设备100具有改进的止挡器结构。
如图2中所示，根据本公开的实施例方式的AF设备100可以包括屏蔽盖110、托架120、基架130、多个滚珠140和止挡器150。
透镜或透镜组件(未示出)安装至本公开的托架120以与托架120一起物理地移动。因此，如果托架120沿光轴方向(Z轴方向)移动，则透镜或透镜组件也沿光轴方向移动，并且借助该移动调整距CCD、CMOS等的图像传感器(未示出)的距离，从而实现自动聚焦(AF)功能。
在集成有AF和OIS功能的装置中，取决于实施方式，透镜也可以设置至OIS托架，该OIS托架在垂直于光轴的方向(X轴方向和Y轴方向)上移动。
在集成有AF功能和OIS功能的实施方式中，可以进一步设置用于在垂直于光轴方向Z的X轴和Y轴方向上移动的OIS操作的OIS托架。
在这种情况下，取决于实施方式，透镜(或透镜组件)可以安装到OIS托架(未示出)，并且如果托架120沿光轴方向移动，则OIS托架也可以设计成一起沿光轴方向移动。结果，透镜也沿光轴方向移动。
本公开的AF设备100不仅可以应用于单独实现AF功能的设备，还可以应用于集成有AF功能和OIS功能的设备。
本公开的基架130对应于托架120。如果托架120是用于AF操作的移动体，则基架130在相对观点中对应于定子。
基架130是用于容纳托架120并且提供托架120移动的内部空间的构造。基架130可以包括驱动线圈132、柔性印刷电路板(FPCB)133、AF轭135，驱动芯片137、霍尔传感器139等。
驱动线圈132产生与从外部施加的电力的强度和方向对应的电磁力，以使具有驱动磁体122的托架120沿光轴方向移动。
霍尔传感器139使用霍尔效应来感测驱动磁体122的位置(托架的位置，即透镜的位置)，并将相应的信号传送至本公开的驱动芯片137。驱动芯片137使用霍尔传感器139的输入信号，使得适当强度和方向的电力施加至驱动线圈132。
以这种方式，通过基于光轴方向反馈控制透镜的确切位置来实现自动聚焦功能。驱动线圈132、驱动芯片137和霍尔传感器139安装在FPCB 133上，FPCB 133连接至外部模块、电源、外部装置等。尽管霍尔传感器139和驱动芯片137在图中被描绘成单独设置，但是霍尔传感器139和驱动芯片137可以通过系统芯片(SOC)等实施成单个芯片。
另外，霍尔传感器139可以构造成感测驱动磁体122的磁力，使得使用所感测的磁力的强度和方向来感测托架120的位置。而且，为了提高感测效率，霍尔传感器139可以构造成通过检测感测磁体127的磁力来感测托架120的位置。
如图2中所示，沿与光轴方向对应的方向布置的多个滚珠140布置在托架120和基架130之间。借助于多个滚珠140，托架120和基架130保持间隔开与滚珠的直径相对应的距离。
设置在托架120处的驱动磁体122和用于产生吸引力的AF轭135可以设置在基架130处，使得托架120和基架130可以保持适当的间隔并且持续维持与托架120的滚珠的点接触。
如图2中所示，本公开的止挡器150设置在通过AF操作移动的托架120处。即使托架120通过AF操作基于光轴方向移动，止挡器150也允许滚珠140不脱离并且还引导滚珠140有效地维持滚珠140和托架120之间的点接触。
为了更有效地实现滚珠140的引导功能和托架120在光轴方向上的线性移动，可以在托架120上形成具有沿光轴方向延伸的形状的第一导轨121，并且可以在基架130处形成第二导轨131，第二导轨131与第一导轨121对应。多个滚珠140可以定位在第一导轨121和第二导轨131之间。
第一导轨121和第二导轨131可以形成为具有V形形状、U形形状或其组合的截面的凹槽线，以减小摩擦力并增强线性移动性。然而，第一导轨121和第二导轨131可以以包括相互对应的形状(例如凹形或凸形)的各种形状实现，只要能够引导托架120的线性移动即可。
另外，即使图中描绘了两个第一导轨121和两个第二导轨131在同一平面上的右侧和左侧(基于Y轴)设置成彼此面对，这仅是一个实施方式，并且取决于设备的特征、物理结构等，第一导轨121和第二导轨131可以设置在不同的表面上，并且也可以设置成不彼此面对，只要能够引导托架120沿光轴方向的移动即可。
此外，也可以仅在托架120上形成第一导轨121，滚珠140布置在第一导轨121和基架130之间。另选地，也可以仅在基架130处形成第二导轨131，并且滚珠140布置在托架120和第二导轨131之间。
如图2等中所示，本公开的止挡器150设置在托架120处并且具有突出的形状。止挡器150与多个滚珠140接触，特别是多个滚珠140中的布置在光轴方向的最上部的最上面的滚珠141，以防止最上面的滚珠141偏离。而且，止挡器150成形为暴露最上面的滚珠141的一部分，优选暴露最上面的滚珠141的上部。
如下所述，本公开的止挡器150构造成解决由于滚珠140偏离至外部或支撑不良引起的托架120的倾斜问题，并且确保根据托架120的AF操作的足够移动距离。因此，更优选的是，最上面的滚珠141的止挡器150构造成暴露包括最上面的滚珠141的最高顶部(基于光轴方向)的上部。
本公开的屏蔽盖110联接至基架130并且对应于AF设备100的外盖。屏蔽盖110可以由磁性材料制成，以增强阻挡外部磁力的效果。
下文中，将参考图详细描述本公开的止挡器150的构造和功能。
图3是详细示出本公开的止挡器150的结构的图，并且图4是示出AF操作距离因本公开的止挡器150而相对增大的图。
如图3的(a)中所示，具体地，止挡器150可以包括凹槽151和突出支撑部153。凹槽151构造成允许最上面的滚珠141的上部(优选上部的顶部T)基于光轴方向向上暴露。止挡器150的突出支撑部153与最上面的滚珠141接触，以物理地支撑最上面的滚珠141。
因此，如图3的(b)中所示，止挡器150的最上部的高度(即托架120的最上部的高度)可以等于或低于最上面的滚珠141的上部的顶部T。而且，当在平面方向上观察(如图3的(c)中所示)时，可以通过止挡器150的凹槽151暴露最上面的滚珠141的上部的顶部T。
多个滚珠中与止挡器150接触的滚珠140的上部的一部分通过凹槽151暴露，并且通过凹槽151暴露的部分优选地成为与止挡器150接触的滚珠140的上部的最顶部。
在该构造中，多个滚珠140中与止挡器150接触的滚珠的上部的一部分通过止挡器150的凹槽151在朝向屏蔽盖110的方向上暴露于外部。
如图3中所示，如果第一导轨121形成在托架120处，则本公开的止挡器150可以设置在第一导轨121的上部。
如果如图4中所示，本公开的止挡器150具有如上所述暴露最上面的滚珠141的上部的形状，则托架120的根据AF操作的移动距离D可以延伸成包括止挡器150的厚度P的距离。
由于该结构特征，即使AF设备100的整个高度减小，也可以相对地扩大托架120的根据AF操作的移动距离(行程)。
图5是示出本公开的止挡器150的各种实施例的图。
如图5的(a)至图5的(c)中所示，本公开的止挡器150可以具有各种形状，只要最上面的滚珠141的上部暴露并且其他部分被物理地支撑即可。虽然图5的(a)至5的(c)示出了止挡器150的一侧是开放的，但是止挡器的一侧也可以是没有开放部分的环形形状，其直径小于最上面的滚珠141的直径。
另外，为了物理地支撑最上面的滚珠141并且使最上面的滚珠141的上部充分地向上暴露，本公开的止挡器150可以具有锥形形状或阶梯形状以对应于最上面的滚珠141的物理形状。
从相应的观点来看，如图5的(d)中所示，如果止挡器150的下表面具有对应于最上面的滚珠141的上表面或最上面的滚珠141的上表面的一部分的圆形形状，则能够更有效地物理支撑最上面的滚珠141并且进一步增强空间利用，从而进一步增加根据托架120的AF操作的物理移动距离。
图6是用于说明根据本公开的实施方式的用于引入滚珠140的过程的示意图。
如上所述，传统的止挡器整体上仅具有突出的形状，因此用于通过从外部嵌入滚珠来引入滚珠的空间被阻挡，这降低了组装过程的效率。
然而，如果止挡器150实施成暴露最上面的滚珠141的上部并且一侧开放(如图6的左侧所示)，则仅通过稍微向后移动托架120(基于图6在-X轴方向上)，就可以确保用于引入滚珠140的足够空间。
因此，在托架120联接至基架130之后，通过利用空间间隙等将联接的托架120稍微向后移动以维持其位置，然后可以容易且简单地将滚珠引入到托架120和基架130之间的空间中。
如果如上所述，本公开的止挡器150形成在第一导轨121的上部并且第二导轨131形成在基架130处，则在托架120稍微向后移动之后，滚珠140可以容易地经由止挡器150的开放区域中确保的空间被引入到第一导轨121和第二导轨131之间的空间中。
在该构造中，与组装形式相比，第一导轨121和第二导轨131稍微更远地间隔开，并且第一导轨121和第二导轨131之间的空间自然提供用于防止滚珠140偏离或丢失的空间。因此，可以在没有精细加工的情况下容易地引入滚珠，并且可以从根本上防止滚珠140在被引入时丢失或偏离位置的问题。
如果滚珠140被完全引入，则托架120向后移动以移除维持其位置的外力。如果是这样，则由于设置在托架120处的驱动磁体122和设置在基架130处的AF轭135之间的吸引力，托架120自然向前移动，因此可以简单地完成联接过程。
已经详细描述了本公开。然而，应该理解的是，详细描述和具体实施例虽然表明了本公开的优选实施方式，但仅以说明的方式给出，因为根据此详细描述，在本公开范围内的各种变化和变型对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
在本说明书的以上描述中，诸如“第一”、“第二”、“上”以及“下”之类的术语仅是用于相对地识别部件的概念术语，因此它们不应被解释为用于表示特定顺序、优先级等的术语。
用于说明本公开及其实施方式的附图可以以某种夸大的形式示出，以强调或突出本公开的技术内容，但是应当理解，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的范围的情况下鉴于以上描述和附图的说明作出各种变型。

Claims (8)

1.一种具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备，其特征在于，所述具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备包括：
基架，该基架构造成提供内部空间；
托架，该托架容纳在所述基架中以沿光轴方向移动；
多个滚珠，这些滚珠位于所述基架和所述托架之间；以及
止挡器，该止挡器设置在所述托架的上部并且具有突出的形状以防止所述多个滚珠偏离，所述止挡器允许所述多个滚珠中的最上面的滚珠被部分地暴露。
2.根据权利要求1所述的具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备，其特征在于，
所述托架具有形成为沿所述光轴方向延伸的第一导轨，并且
其中，所述多个滚珠位于所述第一导轨处，所述止挡器设置在所述第一导轨的上部。
3.根据权利要求2所述的具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备，其特征在于，
所述基架具有与所述第一导轨相对应地形成的第二导轨，并且
其中，所述多个滚珠位于所述第一导轨和所述第二导轨之间。
4.根据权利要求1所述的具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备，其特征在于，所述止挡器允许所述最上面的滚珠的上部暴露。
5.根据权利要求1所述的具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备，其特征在于，所述具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备还包括：
驱动磁体，该驱动磁体设置在所述托架处；
驱动线圈，该驱动线圈设置在所述基架处以对所述驱动磁体产生电磁力；以及
自动聚焦轭，该自动聚焦轭设置在所述基架处以对所述驱动磁体产生吸引力。
6.根据权利要求1所述的具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备，其特征在于，所述止挡器的下表面具有与所述最上面的滚珠的上表面的一部分相对应的形状。
7.根据权利要求4所述的具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备，其特征在于，所述止挡器包括：
凹槽，所述最上面的滚珠的所述上部在该凹槽处暴露；以及
突出的支撑部，该突出的支撑部构造成物理地支撑所述最上面的滚珠。
8.根据权利要求7所述的具有改进的止挡器结构的用于自动聚焦的设备，其特征在于，所述凹槽的一侧开放。
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